城市地下空洞的形成原因较为复杂，在灰岩地段主要是由于地下水的侵蚀作用形成的岩溶空洞。在其他它围岩地段主要是由于地层起伏较大加上后期的人类工程行为的多次改造处理而产生的。地下工程施工引起的地层失水，在地面硬壳层与以下地层间也易形成地下空洞。此外，陈旧的地下管井、人防工事等早期废弃构筑物也是形成地下空洞的原因之一。
地下空洞的存在对地铁施工的危害巨大，施工中引起的地层损失极易引起地面下沉或坍塌，并容易发生坍塌冒顶现象，易瞬间发生重大事故，近期出现的地铁坍塌事故都或多或少的与地下空洞有关。现有的地质勘察一般较难发现，只能在工程实施过程中采取补充钻探、超前钻孔及强工程技术措施，减小其灾害程度。
衬砌内部和背后状态是隐蔽的，从表面上是看不出来的。因此，开发出许多具有实用价值的检测方法。其中最常用的方法有：打击声法和电磁波法。
打击声法就是用打击衬砌表面，通过打击衬砌时的声音，在有空洞与无空洞时，有剥离时与无剥离时的声音的不同来判定有无空洞或剥离的方法。这本来是一个古老而传统的方法，是一种凭感觉的方法能够在大范围进行简便的检查。但最近几年由于电子技术的发展，打击声法获得了很大的发展。对厚度比较薄的场合，兼职剥离时一个有效的方法。
隧道空洞检测，电磁波法又称为地质雷达法。在国内外隧道衬砌厚度和背后空洞状态的检测中应用较多，是一个比较成熟的检测方法。电磁波法师在衬砌表面设置的电磁波发送天线断续地放射100MHz~1GHz的高电磁波，而后用接受天线接受从衬砌表面积衬砌背后、围岩表面的反射波，根据其到达时间，求出衬砌厚度、衬砌背后空洞位置、规模的方法。是衬砌厚度、背后空洞的一般的调查方法。
隧道空洞检测，除了上述2种方法以外，还有超声波法、弹性波法等等，在一定场合也可以应用。利用发振子和受振子从超声波的速度和波形检知混凝土强度、开裂深度、剥离的方法。
隧道二次衬砌是对隧道初期支护及围岩的重要保护措施，主要是通过混凝土衬砌施工与车企支护形成一个整体的复合式衬砌效果，初期支护完成以后，应在其表面进行混凝土浇筑，提升隧道内衬砌支护效果，并对隧道的外观、基础设施等有很好的辅助作用。目前在我隧道项目施工的过程中，初期支护往往只是作为一项施工辅助措施，主要起到封闭的作用，没有发挥其应用的支护作用。鉴于以上情况，进行二次衬砌是非常有必要的，不仅可以起到保护作用，还可以对围岩加以有效防护。
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